基于OP07和LTC1543溫度采集模塊的設(shè)計

溫度是表征物體冷卻程度的物理量，也是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中，對溫度的測量及控制始終占據(jù)著極其重要的地位。用模擬傳感器所得到的溫度信息是模擬量，不適于單片機的處理，所以A／D轉(zhuǎn)換器起著至關(guān)重要的作用。基于LTC1543溫度采集模塊，分辨率高，速度快，性價比高。

1 測量系統(tǒng)概述
典型的溫度測量控制系統(tǒng)如圖1所示，由溫度采集模塊、單片機、顯示電路和反饋控制電路構(gòu)成。溫度的采集是溫度測量控制的前提，簡單可行的溫度采集系統(tǒng)是溫度測量及控制系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。因此，這里提出一種簡單可行的溫帶采集模塊的設(shè)計方法。

2 傳感器的選擇
熱敏電阻依其電阻值隨溫度變化的情形，主要可將其分為負溫度系數(shù)(Negative Temperature Coefficient，NTC)熱敏電阻及正溫度系數(shù)(Positive Temperature Coefficient，PTC)熱敏電阻2種。PTC的電阻值可以隨溫度的上升而增大，由于其溫度系數(shù)非常大，主要用在消磁電路、加熱器、電路保護、電機啟動、暖風(fēng)機，風(fēng)速測量，溫度控制與補償。NTC的電阻值可以隨溫度的上升而下降，由于其溫度系數(shù)非常大，所以可以檢知微小的溫度變化，因此被廣泛應(yīng)用在溫度的測量、電路軟啟動，控制與補償。因此這里選擇負溫度系數(shù)的熱敏電阻。它的實測溫度值見表1。

電阻值和溫度變化的關(guān)系式為：

其中，RT為在溫度T(K)時的NTC熱敏電阻阻值，RN為在額定溫度TN(K)時的NTC熱敏電阻阻值。(TN取25℃，RN=1．20 kΩ)，T為規(guī)定溫度(K)，B為NTC熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。而且，

通過公式(1)、(2)以及表1，可求得B=3 900 K，從而可以得出電阻值和溫度變化的關(guān)系式為：


3 調(diào)理電路的設(shè)計
由于傳感器直接輸出的模擬量幅度一般較低，同時為了更好地提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在傳感器的后端一般要進行調(diào)理，調(diào)理電路通常選用運算放大器完成。這里，采用OP07組成一個差分放大器完成后續(xù)幅度放大和隔離。OP07具有極低的輸入失調(diào)電壓、失調(diào)電壓零漂、噪聲電壓等特點。調(diào)理電路的原理圖如圖2所示，其中RT1為熱敏電阻。傳感器輸出電壓經(jīng)過放大后，輸出給AD轉(zhuǎn)換器。

電壓增益為：

根據(jù)公式(4)，可知改變RF／R1的值可以改變電壓的放大倍數(shù)。